JP2007162676A - 自動変速機車両の始動モータ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】始動モータの誤作動発生が防止できるように制御する自動変速機車両の始動モータ制御装置を提供する。
【解決手段】本発明は、バッテリーの電源で始動モータを駆動する自動変速機車両の始動モータ制御装置において、複数の接続点と、始動スイッチと、変速レバーの位置を検出して、これに相当するパルス幅変調信号を出力する位置センサーと、位置センサーからパルス幅変調信号を受信して、設定された演算によって始動制御信号を発生する変速制御部と、始動スイッチ及び変速制御部に電気的に連結されており、始動モータを駆動させる電源を始動モータに印加する始動リレーとを含み、変速制御部は変速レバーがＰまたはＮの位置である場合にのみ、始動制御信号を発生することを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、自動変速機車両の始動モータ制御装置に係り、より詳しくは始動モータ（Ｓｔａｒｔ Ｍｏｔｏｒ）の誤作動の発生が防止できるように制御する自動変速機車両の始動モータ制御装置に関する。

自動変速機が装着された車両は、変速レバー（Ｓｈｉｆｔ Ｌｅｖｅｒ）の位置がＰ（駐車）またはＮ（中立）の位置にある場合にのみ、始動をかけられるようになっており、このような機能はインヒビタースイッチによって制御される。
インヒビタースイッチは、シフトケーブルで変速レバーに連結されており、前記変速レバーの位置によってＰ／Ｒ／Ｎ／Ｄ／２／Ｌからなるインヒビタースイッチの接続点が選択される。

以下、図１を参照して従来の自動変速機車両におけるインヒビタースイッチによる始動制御動作について説明する。
エンジンを始動させるために、始動スイッチ２のエンジン始動接続点（ＳＴ）が選択されると、バッテリー１の電源が始動スイッチ２のエンジン始動接続点（ＳＴ）を通じて、始動リレー４の内部コイル６に印加される。
このとき、インヒビタースイッチ３でグラウンドと接続されるＰ（駐車）の位置またはＮ（中立）の位置が選択される場合、バッテリー１、始動スイッチ２のエンジン始動接続点（ＳＴ）、始動リレー４の内部コイル６、インヒビタースイッチ３、及びバッテリー１を含む閉ループが形成される。

従って、始動リレー４の内部コイル６が励磁されて磁気力を発生するようになり、その結果、内部スイッチ７がオンの状態になる。
すると、バッテリー１の電源が始動リレー４の内部スイッチ７を通じて始動モータ５に供給され、クランキング（Ｃｒａｎｋｉｎｇ）動作が行われる。
しかし、インヒビタースイッチ３でＰ（駐車）接続点あるいはＮ（ギヤ中立）接続点以外のＤ／２／Ｌ接続点、またはＲ接続点が選択される場合、始動時の車両の急発進を防止し、始動モータ５の過負荷を防止するために、エンジンが始動されないようになっている。

インヒビタースイッチ３は、複雑な構造や接続点の摩耗等によって変速レバーの位置を正確に認識できないという問題点が発生している。
このような問題点を解決するために、位置センサーを使用した始動モータ制御装置が考案された。
図２に示すように、位置センサーを使用した始動モータ制御装置には、バッテリー１０、始動スイッチ２０、位置センサー３０、変速制御部４０、始動リレー５０、及び始動モータ６０が備えられている。

位置センサー３０は、変速レバーの位置を検出してその信号を生成し、位置センサー３０の信号を変速制御部４０が受信して、変速レバーの位置がＰ（駐車）またはＮ（中立）の位置にあるか確認する。その後、変速制御部４０は、始動リレー５０を制御して始動モータ６０を駆動させる。
より詳しくは、変速制御部４０は、始動スイッチ２０で選択された接続点を検出して、始動条件が満たされたかどうか判断する。始動条件が満たされた場合、位置センサー３０から変速レバーの位置に相当する信号を受信する。一方、変速制御部４０には、始動リレー５０を制御するための始動制御信号を出力するプロセッサー４１が備えられる。

車両が極低温にさらされる場合、バッテリーの電圧が短時間で急激に低くなり、その結果、プロセッサー４１は低い電圧のために、正常な機能を行うことができなくなる。
従って、プロセッサー４１は始動リレー５０を制御できなくなり、極低温始動が不可能になるという問題点があった。

このような問題点を解決するために、変速制御部４０にバッファー４２を備えて、プロセッサー４１が正常な機能を発揮できない極低温条件においてもエンジンを始動可能にする。
バッファー４２は、プロセッサー４１から印加される始動制御信号を増幅した後、第１スイッチング素子Ｑ１に出力する。

以下、図３を参照して位置センサーが備えられた始動モータ制御装置の制御過程を具体的に説明する。
エンジンの停止状態で運転者が始動スイッチ２０を操作すれば、変速制御部４０のプロセッサー４１で始動スイッチ２０のＡＣＣ接続点またはＯＮ接続点が検出される。
このとき、プロセッサー４１は、始動条件が満たされたと判断して、位置センサー３０から印加されるパルス幅変調信号に相応する変速レバーの位置を決める。
変速レバーの位置がＰ（駐車）の位置またはＮ（中立）の位置にあると判断されれば、始動制御信号を出力してバッファー４２に印加する。

プロセッサー４１の始動制御信号は、エンジン始動が可能な時間だけ出力されるようにして、始動モータ６０の長時間作動による焼損及びバッテリー１０の放電を防止する。
バッファー４２は、プロセッサー４１から印加される始動制御信号を設定時間（△Ｔ１）増幅した後、第１スイッチング素子Ｑ１のゲート端子に印加する。
従って、第１スイッチング素子Ｑ１を通じて始動リレー５０の内部コイル５１に電流が流れるようになる。

このとき、始動スイッチ２０でＳＴ接続点が連結されていれば、始動リレー５０の内部コイル５１が励磁されて磁気力を発生する。
その結果、内部スイッチ５２が閉鎖され、バッテリー１０の電源が始動モータ６０に供給されてエンジンが始動する。
しかし、位置センサーを使用する始動モータの制御装置は、極低温状態で始動スイッチバッファーを使用してエンジンを始動するので、以下のような問題点が発生する。

プロセッサー４１の始動制御信号を設定された時間（△Ｔ１）増幅した後、始動リレー５０に印加するので、始動制御信号が△Ｔ２だけ遅延する。
その結果、遅延時間（△Ｔ２）の間に変速レバーをＤ（走行）またはＲ（後進）の位置に動かせば、変速レバーの位置に関係なく、始動リレーが続けてオンの状態を維持しているので、急発進などの事故発生の危険が存在する。
また、クランキング作動中に運転者のミスによって変速レバーの位置をＤ（走行）またはＲ（後進）の位置に動かした場合、始動リレーが続けてオンの状態を維持しているので、急発進などの事故発生の危険が存在する。

そして、遅延時間（△Ｔ２）の間に変速レバーの位置がＤ（走行）またはＲ（後進）の位置にある状態でエンジンを再始動する場合、始動リレーが続けてオンの状態を維持しているので、急発進などの事故発生の危険が存在する。
前記のような問題は極低温ではない正常的な環境においても常に存在する。
特開２００６−０８３７６３号公報

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、位置センサーが使用される自動変速機装着車両において、エンジン始動時に変速レバーがＤ（走行）またはＲ（後進）の位置にある場合、始動モータの作動を禁止させることである。

このような目的を達成するために、本発明は、バッテリーの電源で始動モータを駆動する自動変速機車両の始動モータ制御装置において、複数の接続点と、前記複数の接続点を前記バッテリーに連結する始動キーが備えられた始動スイッチと、変速レバーの位置を検出して、これに相当するパルス幅変調信号を出力する位置センサーと、前記位置センサーからパルス幅変調信号を受信して、設定された演算によって始動制御信号を発生する変速制御部と、前記始動スイッチ及び前記変速制御部に電気的に連結されており、前記始動モータを駆動させる電源を前記始動モータに印加する始動リレーと、を含み、前記変速制御部は前記変速レバーがＰまたはＮの位置である場合にのみ、前記始動制御信号を発生することを特徴とする。

前記変速制御部は、前記始動リレーに印加される始動制御信号を増幅するバッファーと、前記バッファーから始動制御信号の印加を受けて、スイッチング動作を行う第１スイッチング素子と、前記位置センサーと連結されて変速レバーの位置に対応する信号を受信し、前記バッファーに始動制御信号を印加するプロセッサーと、前記第１スイッチング素子に連結されており、前記プロセッサーから始動制御信号の印加を受けて、スイッチング動作を行う第２スイッチング素子と、を含むことが好ましい。

前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子は、直列に連結されることが好ましい。
また、前記第１スイッチング素子は、前記始動リレーの一つの端子に接続されているドレイン端子と、前記バッファーの出力端に接続されているゲート端子及びソース端子と、を含むことが好ましい。

前記第２スイッチング素子は、前記第１スイッチング素子の前記ソース端子に接続されているドレイン端子と、前記プロセッサーの出力端に接続されているゲート端子及び接地されているソース端子と、を含むことが好ましい。
また、前記第２スイッチング素子は、前記プロセッサーが正常作動する場合には、前記プロセッサーの始動制御信号によってのみスイッチング動作を行ない、前記プロセッサーが正常作動しない場合には、前記バッファーの始動制御信号によってスイッチング動作を行うことが好ましい。

前記変速制御部は、前記第１、２スイッチング素子と並列に連結された抵抗及びダイオードをさらに含むことが好ましい。
前記ダイオードは、前記プロセッサーの始動制御信号が前記第１スイッチング素子に直接に入力されないように整流作用をするように連結されることが好ましい。
前記プロセッサーは、始動条件が満たされる場合にのみ、前記位置センサーからパルス幅変調信号を受信して始動制御信号を生成することが好ましい。

前記始動条件は、エンジンが停止した状態で前記始動スイッチのＡＣＣまたはＯＮ接続点が選択された場合に満たされることにすることが好ましい。

本発明は、極低温条件で車両の始動性を向上させ、変速レバーがＤ（走行）またはＲ（後進）の位置にある場合、始動モータの駆動を中止させる。その結果、急発進の危険が排除されて安定性及び信頼性が得られる。

以下、添付した図面を参照して本発明の好ましい一実施形態を詳細に説明する。

図４に示すように、本発明の実施形態による自動変速機車両の始動モータ制御装置は、バッテリー１００、始動スイッチ２００、位置センサー３００、変速制御部４００、始動リレー５００、及び始動モータ６００を含んで構成される。
バッテリー１００は、車両に装着されており、エンジン始動時に始動モータ６００の駆動のための電源を供給する。

始動スイッチ２００は、ＬＯＣＫ／ＡＣＣ／ＯＮ／ＳＴを含む複数の接続点で構成され、始動キー２１０によって前記接続点のうちのいずれか一つが選択され、バッテリー１００の電源を各負荷に供給する。万一、始動キーによってＳＴ接続点が選択されれば、始動モータ６００が駆動してクランキング動作が行われる。
位置センサー３００は、変速レバーの位置をパルス幅変調（ＰＷＭ）信号に変換して、変速制御部４００に提供する。

エンジンが停止した状態で始動条件が満たされる場合、変速制御部４００は位置センサー３００からＰＷＭ信号を受信して、変速レバーの位置を決定する。万一、変速レバーの位置がＰ（駐車）またはＮ（中立）の位置にあれば、変速制御部４００は始動制御信号を始動リレー５００に出力する。
始動条件は、エンジンが停止した状態で始動スイッチのＡＣＣまたはＯＮ接続点の選択が検出される場合、満たされたものとする。

一方、変速制御部４００から始動制御信号の入力を受けた状態で始動スイッチ２００のＳＴ接続点の選択が検出される場合、始動リレー５００の内部コイル５１０は励磁されて磁気力を発生する。したがって、始動リレー５００の内部スイッチ５２０が閉鎖されて、バッテリー１００の電源が始動モータ６００に供給される。
この場合、始動モータ６００は始動リレー５００を通して印加されるバッテリー１００の電源によって駆動されて、エンジンをクランキングさせる。

変速制御部４００は、プロセッサー４１０、バッファー４２０、第１スイッチング素子Ｑ１１、第２スイッチング素子Ｑ２１、抵抗Ｒ１１、及びダイオードＤ１１を含む。
プロセッサー４１０は変速制御部４００の各種動作を制御する。
プロセッサー４１０は、エンジンが停止した状態でエンジンの始動条件が満たされる場合、位置センサー３００からＰＷＭ信号の入力を受ける。万一、変速レバーの位置がＰ（駐車）またはＮ（中立）の位置にあれば、プロセッサー４１０は始動制御信号をバッファー４２０と第２スイッチング素子Ｑ２１に出力する。
バッファー４２０は、極低温状態でエンジンの始動性向上のために、プロセッサー４１０から印加される始動制御信号を増幅させる。

第１スイッチング素子Ｑ１１には、始動リレー５００の一側端子に接続するドレイン端子Ｄ１、バッファー４２０の出力端に接続するゲート端子Ｇ１、及びソース端子Ｓ１が備えられる。第１スイッチング素子は、バッファー４２０から入力される始動制御信号によってスイッチング作動をする。

第２スイッチング素子Ｑ２１には、第１スイッチング素子Ｑ１１のソース端子Ｓ１が接続されるドレイン端子Ｄ２、グラウンドに接続するソース端子Ｓ２、及びプロセッサー４１０の出力端に接続するゲート端子Ｇ２が備えられる。第２スイッチング素子Ｑ２１は、プロセッサー４１０が正常作動をする場合には、プロセッサー４１０から入力される始動制御信号によってのみスイッチング作動をする。しかし、プロセッサー４１０が正常作動しない場合、バッファー４２０から入力される始動制御信号によってスイッチング作動をする。

第１スイッチング素子Ｑ１１及び第２スイッチング素子Ｑ２１は、直列に連結される。
抵抗Ｒ１１及びダイオードＤ１１は、第１スイッチング素子Ｑ１１及び第２スイッチング素子Ｑ２１に並列に連結される。
ダイオードＤ１１は、プロセッサー４１０が正常作動しない場合、第１スイッチング素子Ｑ１１に入力された始動制御信号を第２スイッチング素子に入力する。
従って、第２スイッチング素子Ｑ２１は、極低温状態でプロセッサー４１０が正常作動しない場合、第１スイッチング素子Ｑ１１に入力されるバッファー４２０の始動制御信号を受信してスイッチング動作をする。エンジンが始動してプロセッサー４１０が正常作動する場合には、プロセッサー４１０の始動制御信号を受信してスイッチング動作をする。
一方、ダイオードＤ１１は、プロセッサー４１０の始動制御信号が第１スイッチング素子Ｑ１１に直接入力されないように整流作用をする。

以下、添付の図面を参照して、本発明の実施形態による自動変速機車両の始動モータ制御装置の制御過程を詳しく説明する。
図５は本発明の実施形態による自動変速機車両の正常環境における始動モータ制御のタイミング図である。
図５に示すように、エンジン停止の状態で運転者が始動スイッチ２００を操作すれば、変速制御部４００のプロセッサー４１０で始動スイッチ２００のＡＣＣまたはＯＮ接続点の選択が検出される。
このとき、プロセッサー４１０は始動条件が満たされたと判断して、位置センサー３００からパルス幅変調（ＰＷＭ）信号の印加を受けて、変速レバーの位置を決定する。

変速レバーの位置がＰ（駐車）またはＮ（中立）の位置にあると判断されれば、プロセッサー４１０は、第２スイッチング素子Ｑ２１のゲート端子Ｇ２に始動制御信号を印加する。
また、プロセッサー４１０は、バッファー４２０に始動制御信号を印加する。
バッファー４２０はプロセッサー４１０から印加される始動制御信号を設定時間（△Ｔ１１）増幅した後、第１スイッチング素子Ｑ１１のゲート端子Ｇ１に印加する。

従って、直列に連結された第１スイッチング素子Ｑ１１及び第２スイッチング素子Ｑ２１のスイッチング作動によって、始動制御信号は始動リレー５００に印加される。
このような状態で始動スイッチ２００の始動オン接続点（ＳＴ）の選択が検出されれば、始動リレー５００の内部コイル５１０が励磁されて磁気力を発生するようになるので、内部スイッチ５２０が閉鎖される。
そして、バッテリー１００の電源が始動モータ６００に供給されて、エンジンをクランキングする。

エンジンをクランキングする状態で、プロセッサー４１０から出力される始動制御信号が遮断されれば、プロセッサー４１０によって直接に制御される第２スイッチング素子Ｑ２１は開放される。
また、バッファー４２０によって制御される第１スイッチング素子Ｑ１１は、遅延時間（△Ｔ１２）の間閉鎖された状態を維持する。
しかし、第１スイッチング素子Ｑ１１のスイッチング動作に関係なく、第２スイッチング素子Ｑ２１が開放されるので、始動リレー５００に始動制御信号が印加されない。
従って、エンジンが始動された後、変速レバーがＤ（走行）またはＲ（後進）の位置に移動しても、車両は急発進しない。

図６は本発明の実施形態による自動変速機車両の極低温における始動モータ制御のタイミング図である。
図６に示すように、エンジンが停止の状態で運転者が始動スイッチ２００を操作すれば、変速制御部４００のプロセッサー４１０で始動スイッチ２００のＡＣＣまたはＯＮ接続点の選択が検出される。
このとき、プロセッサー４１０は始動条件が満たされたと判断して、位置センサー３００からパルス幅変調（ＰＷＭ）信号の印加を受けて、変速レバーの位置を決定する。

変速レバーの位置がＰ（駐車）またはＮ（中立）の位置にあると判断されれば、プロセッサー４１０は、第２スイッチング素子Ｑ２１のゲート端子Ｇ２に始動制御信号を印加する。
このとき、プロセッサー４１０が極低温状態にさらされて、正常作動が不可能であるために、第２スイッチング素子Ｑ２１を正常に閉鎖することができない。
一方、バッファー４２０はプロセッサー４１０から印加される始動制御信号を設定時間（△Ｔ１１）の間増幅した後、第１スイッチング素子Ｑ１１のゲート端子Ｇ１に印加する。

また、第１スイッチング素子Ｑ１１に印加された始動制御信号は、第２スイッチング素子Ｑ２１に印加されて、第２スイッチング素子Ｑ２１を閉鎖する。
従って、直列に連結された第１スイッチング素子Ｑ１１及び第２スイッチング素子Ｑ２１のスイッチング作動によって、始動制御信号は始動リレー５００に印加される。
このような状態で始動スイッチ２００の始動オン接続点（ＳＴ）の選択が検出されれば、始動リレー５００の内部コイル５１０が励磁されて磁気力を発生するようになるので、内部スイッチ５２０が閉鎖される。

従って、バッテリー１００の電源が始動モータ６００に供給されて、エンジンをクランキングする。
エンジンをクランキングすることによって、プロセッサー４１０は正常な機能を取り戻し、第２スイッチング素子Ｑ２１はプロセッサー４１０の直接的な制御を受ける。
従って、プロセッサー４１０から出力される始動制御信号が遮断されれば、プロセッサー４１０によって直接に制御される第２スイッチング素子Ｑ２１は開放される。

また、バッファー４２０によって制御される第１スイッチング素子Ｑ１１は、遅延時間（△Ｔ１２）の間閉鎖された状態を維持する。
しかし、第１スイッチング素子Ｑ１１のスイッチング動作に関係なく、第２スイッチング素子Ｑ２１が開放されるので、始動リレー５００に始動制御信号が印加されない。
従って、エンジンが始動された後、変速レバーがＤ（走行）またはＲ（後進）の位置に移動しても、車両は急発進しない。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は前記実施例に限定されず、本発明の属する技術範囲を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる。

従来のインヒビタースイッチを使用した自動変速機車両における始動モータ制御装置の構成図である。 従来の位置センサーを使用した自動変速機車両における始動モータ制御装置の構成図である。 従来の位置センサーを使用した自動変速機車両における始動制御信号のタイミング図である。 本発明の実施形態による自動変速機車両における始動モータ制御装置の構成図である。 本発明の実施形態による自動変速機車両の正常環境における始動モータ制御のタイミング図である。 本発明の実施形態による自動変速機車両の極低温における始動モータ制御のタイミング図である。

符号の説明

１００ バッテリー
２００ 始動スイッチ
３００ 位置センサー
４００ 変速制御部
４１０ プロセッサー
４２０ バッファー
５００ 始動リレー
５１０ 内部コイル
５２０ 内部スイッチ
６００ 始動モータ

Claims (11)

1. バッテリーの電源で始動モータを駆動する自動変速機車両の始動モータ制御装置において、
   複数の接続点と、前記複数の接続点を前記バッテリーに連結する始動キーが備えられた始動スイッチと、
   変速レバーの位置を検出して、これに相当するパルス幅変調信号を出力する位置センサーと、
   前記位置センサーからパルス幅変調信号を受信して、設定された演算によって始動制御信号を発生する変速制御部と、
   前記始動スイッチ及び前記変速制御部に電気的に連結されており、前記始動モータを駆動させる電源を前記始動モータに印加する始動リレーと、
   を含み、
   前記変速制御部は前記変速レバーがＰまたはＮの位置である場合にのみ、前記始動制御信号を発生することを特徴とする自動変速機車両の始動モータ制御装置。
2. 前記変速制御部は、
   前記始動リレーに印加される始動制御信号を増幅するバッファーと、
   前記バッファーから始動制御信号の印加を受けて、スイッチング動作を行う第１スイッチング素子と、
   前記位置センサーと連結されて変速レバーの位置に対応する信号を受信し、前記バッファーに始動制御信号を印加するプロセッサーと、
   前記第１スイッチング素子に連結されており、前記プロセッサーから始動制御信号の印加を受けて、スイッチング動作を行う第２スイッチング素子と、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の自動変速機車両の始動モータ制御装置。
3. 前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子は、直列に連結されていることを特徴とする請求項２に記載の自動変速機車両の始動モータ制御装置。
4. 前記第１スイッチング素子は、
   前記始動リレーの一つの端子に接続されているドレイン端子と、
   前記バッファーの出力端に接続されているゲート端子及びソース端子と、
   を含むことを特徴とする請求項３に記載の自動変速機車両の始動モータ制御装置。
5. 前記第２スイッチング素子は、
   前記第１スイッチング素子の前記ソース端子に接続されているドレイン端子と、
   前記プロセッサーの出力端に接続されているゲート端子及び接地されているソース端子と、
   を含むことを特徴とする請求項４に記載の自動変速機車両の始動モータ制御装置。
6. 前記第２スイッチング素子は、前記プロセッサーが正常作動する場合には、前記プロセッサーの始動制御信号によってのみスイッチング動作を行うことを特徴とする請求項２に記載の自動変速機車両の始動モータ制御装置。
7. 前記第２スイッチング素子は、前記プロセッサーが正常作動しない場合には、前記バッファーの始動制御信号によってスイッチング動作を行うことを特徴とする請求項６に記載の自動変速機車両の始動モータ制御装置。
8. 前記変速制御部は、前記第１、２スイッチング素子と並列に連結された抵抗及びダイオードをさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の自動変速機車両の始動モータ制御装置。
9. 前記ダイオードは、前記プロセッサーの始動制御信号が前記第１スイッチング素子に直接に入力されないように整流作用をすることを特徴とする請求項８に記載の自動変速機車両の始動モータ制御装置。
10. 前記プロセッサーは、始動条件が満たされる場合にのみ、前記位置センサーからパルス幅変調信号を受信して始動制御信号を生成することを特徴とする請求項２に記載の自動変速機車両の始動モータ制御装置。
11. 前記始動条件は、エンジンが停止した状態で前記始動スイッチのＡＣＣまたはＯＮ接続点が選択された場合に満たされることを特徴とする請求項１０に記載の自動変速機車両の始動モータ制御装置。

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